一種冗余熱備份工業(yè)以太網(wǎng)交換機電源的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種冗余熱備份工業(yè)以太網(wǎng)交換機電源，具體地說是一種應用于工業(yè)通信設備中的冗余熱備份電源電路。該電路的關鍵在于：至少包括AC/DC或DC/DC隔離電源模塊、電壓監(jiān)測單元及切換開關組成結構簡單、可靠性高的交換機電源方案。本實用新型的顯著效果是：提供一種雙輸入冗余熱備份的以太網(wǎng)交換機電源，提高以太網(wǎng)交換機的可靠性和可用性。
【專利說明】一種冗余熱備份工業(yè)以太網(wǎng)交換機電源
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種交換機電源電路，具體涉及一種冗余熱備份工業(yè)以太網(wǎng)交換機電源電路。
【背景技術】
[0002]隨著以太網(wǎng)技術的飛速發(fā)展，尤其是以太網(wǎng)傳輸速率的提高和以太網(wǎng)交換技術的發(fā)展，使以太網(wǎng)全面應用于工業(yè)控制領域成為可能。以太網(wǎng)網(wǎng)絡具有數(shù)據(jù)處理速度快、數(shù)據(jù)處理容量大、接入點多等優(yōu)點，愈來愈廣泛的應用于各種現(xiàn)場通信的場合中。伴隨以太網(wǎng)交換機在工業(yè)現(xiàn)場應用的地位逐漸提高，對交換機的可靠穩(wěn)定運行的要求越來越高，供電系統(tǒng)作為交換機穩(wěn)定運行的核心單元，必須保證長期可靠穩(wěn)定的運行。
[0003]針對以上問題，本文提出了一種交換機的電源設計方法，實現(xiàn)交換機的熱備份冗余供電，保證交換機供電系統(tǒng)不間斷運行。

【發(fā)明內容】

[0004]本實用新型公開了一種工業(yè)以太網(wǎng)交換機電源電路，具體地說是一種應用于工業(yè)以太網(wǎng)交換機設備中的冗余熱備份電源電路。該電路的關鍵在于:至少包括AC/DC或DC/DC隔離電源模塊、電壓監(jiān)測單元及切換開關電路組成結構簡單、可靠性高的交換機電源方案。
[0005]本實用新型是按以下方式實現(xiàn)的，在工業(yè)通信網(wǎng)絡中，從電網(wǎng)或通信專用供電系統(tǒng)到交換機的供電采用雙冗余供電，保障交換機的不間斷運行；交換機內置AC/DC或DC/DC隔離電源模塊采用雙交流或雙直流輸入，實現(xiàn)設備供電冗余；交換機內置雙AC/DC或DC/DC隔離電源模塊，實現(xiàn)電源模塊直流輸出冗余；交換機中內置電壓監(jiān)測單元電路，實時監(jiān)測兩路電源模塊的輸出電壓，控制其中一路電源模塊的直流輸出接入交換機，另一路電源備份線路處于空載狀態(tài)，當其中一路電源模塊的直流輸出異常時，另一路電源備份線路立即向交換機供電，實現(xiàn)設備電源熱備份，具體設計步驟如下:
[0006]兩路獨立供電線路為交換機提供外接電源，分別接入到兩個AC/DC或DC/DC隔離電源模塊的輸入，上述兩路電源模塊的輸出通過由單向導通器件組成的切換開關連接到交換機內部電源，電壓監(jiān)測電路實時監(jiān)測上述兩路電源模塊的輸出電壓，控制上述切換開關的導通和截止；
[0007]正常工作時,預設其中一個隔離電源模塊的輸出作為主輸入為交換機供電，另一個隔離電源模塊的輸出作為備份輸入處于熱備份狀態(tài)，如果上述主輸入線路出現(xiàn)異常，交換機的電源切換到備份輸入上，由備份輸入為交換機供電，如果主輸入恢復正常，交換機的電源自動切換回主輸入上，由主輸入為交換機供電，同樣,如果更換預設的主輸入，兩路之間也能實現(xiàn)上述的熱備份功能，通過兩路互備份實現(xiàn)冗余設計，保證通信交換機的可靠運行和靈活應用。
[0008]本實用新型的突出優(yōu)點是，電路結構簡單，電源效率高，成本低廉，實用性強?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0009]下圖結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。
[0010]圖1是本實用新型的原理框圖；
[0011]圖2為圖1中切換開關的原理框圖；
【具體實施方式】
[0012]參照說明書附圖對本發(fā)明的方法作以下詳細地說明。
[0013]隔離電源模塊I (I)、隔離電源模塊II (2)采用雙交流或雙直流輸入，實現(xiàn)設備供電冗余；交換機內置雙隔離電源模塊，實現(xiàn)電源模塊直流輸出冗余；交換機中內置線路電壓監(jiān)測單元電路(4)，實時監(jiān)測兩路電源模塊的輸出電壓，控制其中一路電源模塊的直流輸出接入交換機，另一路電源備份線路處于空載狀態(tài)，當其中一路電源模塊的直流輸出異常時，另一路電源備份線路立即向交換機供電，實現(xiàn)設備電源熱備份。
[0014]兩路獨立供電線路I和2為交換機提供外接電源，隔離電源模塊I (I)接供電線路A，隔離電源模塊II (2)接供電線路B，上述兩路電源模塊的輸出通過由單向導通器件組成的切換開關(4)連接到交換機內部電源，電壓監(jiān)測電路(3)實時監(jiān)測上述電源模塊的輸出電壓，控制上述切換開關的導通和截止。
[0015]正常工作時，預設隔離電源模塊I (I)的輸出+12V_A作為主輸入為交換機供電，隔離電源模塊II (2)的輸出+12V_B作為備份輸入處于熱備份狀態(tài)，如果隔離電源模塊I(O的輸出電壓+12V_A出現(xiàn)異常，交換機的電源切換到備份輸入+12V_B上，由備份輸入為交換機供電，如果主輸入恢復正常，交換機的電源自動切換回主輸入+12V_A上，由主輸入為交換機供電，同樣，預設隔離電源模塊Π(2)的輸出+12V_B作為主輸入為交換機供電,隔離電源模塊I (I)的輸出+12V_A作為備份輸入處于熱備份狀態(tài)，如果隔離電源模塊II (2)的輸出電壓+12V_B出現(xiàn)異常，交換機的電源自動切換到備份輸入+12V_A上，由備份輸入為交換機供電，如果主輸入+12V_B恢復正常，交換機的電源自動切換回主輸入上，由主輸入為交換機供電，兩路互為備份，實現(xiàn)冗余設計，保證通信交換機的可靠運行和靈活應用。
[0016]在圖2中，切換開關采用2個大功率的PMOS管背靠背反向連接來實現(xiàn)，PMOS管Q1、Q3實現(xiàn)上述主、備輸入的接入，PMOS管Q2、Q4的作用是防止輸出電源+12V倒流回輸入+12V_A和+12V_B，傳統(tǒng)上一般采用二極管來防止負載倒灌到輸入，但二極管的正向壓降較大，會降低電源效率，而MOS管的導通內阻可以到幾πιΩ，大大降低了壓降損耗。在大功率應用中，不僅實現(xiàn)了效率更高的解決方案，而且由于效率提高，無需額外加裝散熱器，所以節(jié)省了大量的電路板面積，也減少了設備的散熱源。
[0017]實施本實用新型方案，當一路供電電源出現(xiàn)故障時不會影響另一路供電電源的正常使用，提高了系統(tǒng)電源可靠性，保障了工業(yè)以太網(wǎng)交換機長期穩(wěn)定可靠的運行。
【權利要求】
1.一種冗余熱備份工業(yè)以太網(wǎng)交換機電源，其特征在于:包括隔離電源模塊I (I)、隔離電源模塊II (2)、電壓監(jiān)測單元(3)、切換開關(4)，所述兩個隔離電源模塊的輸出通過所述切換開關連接到交換機的內置電源，其中:所述隔離電源模塊I (I)的輸入接外部供電線路A，輸出接切換開關(4)組成第一路供電電源(5)，所述隔離電源模塊II (2)的輸入接外部供電線路B，輸出接切換開關(4)組成第二路供電電源(6)，所述第一路供電電源(5)與第二路供電電源(6)工作在冗余熱備份的主備模式。
2.根據(jù)權利要求1所述的交換機電源，其特征在于，所述第一路供電電源(5)與第二路供電電源(6)工作在主備模式時,所述第一路供電電源(5)與第二路供電電源(6)其中一路為交換機供電，其中另一路處于熱備份狀態(tài)，兩路供電電源組成交換機的冗余電源。
3.根據(jù)權利要求1所述的交換機電源，其特征在于隔離電源模塊I(I)、隔離電源模塊II(2)的輸出的電壓相同并且為直流12V。
4.根據(jù)權利要求1所述的交換機電源，其特征在于所述電壓監(jiān)測單元監(jiān)測隔離電源模塊的輸出電壓。
5.根據(jù)權利要求1所述的交換機電源，其特征在于所述切換開關(4)采用大功率、低導通電阻的PMOS管Ql、Q3作為開關。
6.根據(jù)權利要求1所述的交換機電源，其特征還在于所述切換開關(4)中采用大功率、低導通電阻的PMOS管Q2、Q4代替?zhèn)鹘y(tǒng)的二極管實現(xiàn)單向導通功能。
【文檔編號】H02J9/06GK203589831SQ201320679715
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2013年10月31日 優(yōu)先權日:2013年10月31日
【發(fā)明者】周厚明, 吳耀文 申請人:武漢邁威光電技術有限公司